Question

2．如圖所示，省會(huì)鄭州地毯1、2號(hào)線已開始運(yùn)行，這標(biāo)志著市民綠色出行又多了一項(xiàng)選擇．
（1）若列車運(yùn)行時(shí)有8臺(tái)電動(dòng)機(jī)牽引，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定功率為1.85×10²kW，如果列車在某水平路段以16m/s的速度勻速行駛，列車在此路段受到的阻力是多大？
（2）該地鐵采用LED照明系統(tǒng)，與傳統(tǒng)照明設(shè)備相比，每年可節(jié)約的電能有10萬千瓦時(shí)，這相當(dāng)于節(jié)約熱值為4.6×10⁷J/kg、效率為30%的汽油多少噸？
（3）與公交汽車相比，你認(rèn)為地鐵明顯具有哪些優(yōu)點(diǎn)？（只需寫出一點(diǎn)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出列車在此路段受到的牽引力，然后根據(jù)二力平衡條件求出列車在此路段受到的阻力；
（2）由題意知，根據(jù)η=$\frac{W}{Q}$×100%求出汽油完全燃燒放出的熱量，然后根據(jù)Q=mq求出節(jié)約的汽油質(zhì)量；
（3）從物理學(xué)方面的知識(shí)來考慮較好，比如節(jié)能、污染小、噪聲小等．當(dāng)然，其它答案只要合理都是可以的．

解答 解：
（1）列車運(yùn)行時(shí)8臺(tái)電動(dòng)機(jī)的總功率：
P=8P₁=8×1.85×10²kW=1480kW=1.48×10⁶W，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得，列車在此路段受到的牽引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1.48×1{0}^{6}W}{16m/s}$=9.25×10⁴N，
列車在某水平路段勻速行駛，由二力平衡條件可知，列車在此路段受到的阻力：
f=F=9.25×10⁴N．
（2）由題知，節(jié)約的電能：W=10⁵kW•h=3.6×10¹¹J，
由η=$\frac{W}{Q}$×100%得，汽油完全燃燒放出的熱量：
Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{3.6×1{0}^{11}J}{30%}$=1.2×10¹²J，
由Q=mq得，節(jié)約的汽油質(zhì)量：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.2×1{0}^{12}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈2.6×10⁴kg=26t．
（3）與公交汽車相比，地鐵明顯具有的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省地面空間、節(jié)約能源、環(huán)保、噪音小等．
答：（1）列車在此路段受到的阻力是9.25×10⁴N；
（2）這相當(dāng)于節(jié)約熱值為4.6×10⁷J/kg、效率為30%的汽油26噸；
（3）與公交汽車相比，地鐵明顯具有的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省地面空間、節(jié)約能源、環(huán)保、噪音小等．

點(diǎn)評(píng) 本題利用生活中某一實(shí)例，較全面地考查了物理知識(shí)的應(yīng)用，要求學(xué)生對(duì)物理知識(shí)有一個(gè)全面的了解并能學(xué)以致用．揭示了物理來源于生活又應(yīng)用于生活的物理意識(shí)，是中考的常見題型．